Een kunstenaar stelt zich bijvoorbeeld gasdistributie voor in de buurt van een jonge melkweg. Het nu ontdekte originele gas zou in een van de filamenten kunnen zitten. (c) Ceverino, Dekel en Primack
Waterstof, helium en een beetje lithium aflezen? dit waren de enige elementen die in de eerste minuten na de oerknal naar voren kwamen. Maar tot nu toe hebben astronomen tevergeefs gezocht naar het spul waarvan de allereerste sterren waren. Voor het eerst is een team onder leiding van Michele Fumagalli twee wolken tegengekomen die bijna allemaal waterstof zijn. Het gas is niet vervuild door zwaardere elementen, schrijven de onderzoekers. "Dit zijn de eerste metingen die precies passen bij de voorspellingen van de Big Bang-theorie", zegt Fumagalli. Volgens de oerknaltheorie ontstonden de elementen waterstof, de zware variant deuterium, helium-3 en helium-4 en lithium enkele minuten na de geboorte van de kosmos. Het universum explodeerde en de temperatuur daalde van ongeveer een miljard graden Celsius tot enkele honderden miljoenen graden Celsius. Alle zwaardere elementen? bijvoorbeeld koolstof, zuurstof of stikstof? is ontstaan ​​in het interieur van de eerste sterren die slechts een paar honderd miljoen jaar na de oerknal zijn geclusterd.

Tot nu toe hebben astronomen echter geen enkel spoor van de oorspronkelijke materie kunnen vinden. Zelfs de oudste bekende sterren bevatten al bepaalde hoeveelheden van de zware elementen die de astronomen metalen noemen. Fumagalli en zijn collega's splitsen nu het licht van twee quasars? zeer heldere, verre en daarom oude voorwerpen? met behulp van een instrument op de Keck-telescoop in Hawaï in zijn verschillende kleuren. In deze spectra konden ze zien welke golflengten van het licht werden gevangen door anders onzichtbare gaswolken die tussen de quasars en de aarde lagen. "De absorptielijnen laten ons zien welke samenstelling het gas heeft", zegt Fumagalli.

Het resultaat: de gaswolken bestaan ​​alleen uit waterstof en zijn zware isotoop deuterium. "We kunnen helium niet herkennen met ons instrument, maar we verwachten dat het ook daar zal zijn", zegt Fumagalli. Volgens de metingen zijn de gaswolken ongeveer twaalf miljard jaar oud, dus bestonden ze ongeveer twee miljard jaar na de oerknal. Tot nu toe hadden astronomen aangenomen dat de eerste sterren en sterrenstelsels op dat moment al zoveel zware elementen hadden gecreëerd dat alle materie in het universum ermee besmet was. "Tot nu toe werd gedacht dat we niets konden zien waarvan het metaalgehalte minder dan een duizendste van het metaalgehalte van de zon is", meldt Fumagalli. "Dus onze ontdekking was onverwacht en betwijfelde de ideeën over hoe de elementen in het universum zich hebben verspreid."

In een parallelle studie meldt een Japans-Amerikaans onderzoeksteam dat de producenten van metalen? de allereerste sterren? niet zo moeilijk als eerder gedacht. Omdat ze bijna volledig uit waterstof bestonden, konden ze volgens de vorige mening de duizendvoudige van de zonnemassa bereiken. Takashi Hosokawa en collega's komen nu door computersimulaties tot de conclusie dat zelfs zuivere waterstofsterren op de meeste 40 massa's van de zon hard kunnen zijn. Toen ze zo groot werden, straalden ze al enorme hoeveelheden licht uit. Deze straling blies op zijn beurt de schijf waterstofgas weg waaruit de oersterren hun groei voedden. In sommige uitzonderlijke gevallen konden echter monsters met 100 keer de massa van de zon zijn opgegroeid. Misschien vormden deze gigantische sterren de kiem van de superzware zwarte gaten die de kern vormen van alle sterrenstelsels van vandaag. tonen

Michele Fumagalli (Universiteit van Californië in Santa Cruz) et al.: Science, Online Voorlopige editie, doi: 10.1126 / science.1213581 Takashi Hosokawa (Jet Propulsion Laboratory, Pasadena) et al.: Wetenschap, Online Voorlopige editie, doi: 10.1126 / science.1207433 © science.de - Ute Kehse

© science.de

Aanbevolen Editor'S Choice